Измеритель показателя тепловой инерции частотных термопреобразователей Советский патент 1984 года по МПК G01K15/00 

Изобретение относится к теплотехническим измерениям, а именно устройствам для измерения показате-ля тепловой инерции частотных термопреобразователей в лабораторных и эксплуатационных условиях.

Известно устройство для измерения показателя тепловой инерции частотных термопреобраэователей, содержащее усилитель выходного сигнала термопреобразователя, частотный нуль-орган, один из входов которого соединен с выходом усилителя, а выход через ключ и счетчик импульсов - с блоком цифровой индикации, перестраиваемый генератор опорной частоты, один из вводов которого соединен с входом частотного нуль-органа, а другой - с управляющим входом ключа i .

Недостаток устройства - низкая точность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измеритель показателя тепловой инерции частотных термопреобразователей, содержащий первый формирователь им.пульсов, генератор опорной частоты, соединенный с делителем частоты, первый счетный триггер и два логических элемента И, первые входы . которых соединены соответственно С выходами первого счетного триггера, и, счетчик результата измерения, соединенный с блоком регистрации, и блок управления Н .

Недостатками известного измерителя являются невысокая точность измерения вследствие асинхронности периода следования импульсов, формируемых генератором опорной частоты и периода следования импульса термопреобразователя, а также невозможность измерения с высокой точностью показателя тепловой инерции термопреобразователей с большой инерционностью.

Цель изобретения - повышение точности измерения показателя тепловой инерции термопреобразователей.

Поставленная цель достигается тем что в измеритель показателя тепловой инерции частотных термопреобразователей, содержащий первый формирователь импульсов, генератор опорной частоты, соединенный с делителем частоты, первый счетный триггер, два логических элемента И, первые входы которых соединены соответственно с выходами первого счетного триггер а, счетчик результата измерения, соединенный с блоком, и блок управления, выход которого соединен с установочным входом счетчика результата измерения, введены второй счетный триггер, два счетчика импульсов, второй формирователь импульсов, дополнительный логический элемент И и логический элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами логических элементов И, а выход с счетными входами счетчиков импульсов, установочные входы которых подключены к выходу второго формирователя импульсов, а выходы - с входами второго счетного триггера, при этом первый вход первого счетного триггера соединен с выходом блока управления, второй вход подключен к выходу первого формирователя импульсов и первому входу второго формирователя импульсов, второй вход которого подключен к выходу второго счетного триггерс1 и первому входу дополнительного логического элемента И, второй вход которого соединен с выходом делит€ ля частоты, а выход подключен к счетчику результата измерения.

На.фиг.1 приведена структурная схема измерителя; на фиг.2 - временные диаграммы.

Измеритель содержит первый формирователь 1 импульсов, генератор 2 опорной частоты, первый счетный триггер 3,делитель 4 частоты, логические элементы И 5 и 6, дополнительный логический элемент и 7, логический элемент ИЛИ 8, второй формирователь 9 импульсов, два счетчика 10 и 11 импульсов с емкостью N. и nN (где п 1,2... - натуральное число) счетчик.12 результата измерения, второй счетный триггер 13, блок 14 управления и блок 15 регистрации.

Измеритель работает следующим образом.

. К входу измерителя подключают исследуемый частотный термопреобразователь, значение показателя тепловой инерции которого необходимо измерить. Перед измерениями с помощью блока 14 управления производят установку на нуль счетчика 12 результата измерения и счетного триггера 13. Допустим, что В условиях регулярного теплового режима после подачи теплового воздействия выходная частота термопреобразователя изменяется по закону убывающей экспоненты. Формирователь 1 импульсов преобразует выходной сигнал термопреобразователя в последовательность прямоугольных импульсов (фиг.2 которые поступают на вход перйого счетного триггера 3. На выходах последнего выделяется последовательност импульсов (фиг.2 б и Ь), которыми управляются логические элементы И 5 и 6. От генератора 2 опорной частоты через делитель 4 частоты периодически открываемые логические элементы И 5 и б и элемент ИЛИ 8 на входы.счетчиков 10 и 11 импульсов поступают попеременно серии импульсов (фиг.). Перед началом и

по окончании каждой серии импульг Иов счетчики обнуляются короткими импульсами, формируемыми по передним фронтам импульсов термопреобраэователя формирователем .9.

В момент переполнения счетчика 1-0 импульсов емкостью NQ на его выходе выделяется короткий импульс (фиг.2д ), который устанавливает триггер 13 в состояние единицы. При этом открывается элемент И 7 и иМпульсы опорной частоты поступают на вход счетчика 12 результата измерения. Одновременно на установочный вход счетчика 10 импульсов с выхода1 формирователя 9 поступает сигнал запрета. В момент переполнеиия счетчика 11 импульсов емкостью пЫ на его выходе.выделяется потенциал (фиг.2 ц ), которым триггер 13 переводится в состояние нуль и прекращается поступление импульсов опорной частоты через элемент И 7 (фиг.2 к ) .

Количество импульсов N (фиг.2,Л ) зафиксированное счетчиком 12 результата измере.ния, пропорционально показателе тепловой инерции термопреобразователя.

Вычисление и регистрацию показателя тепловой инерции L осуществляет

блок индикации по формуле

KN

1

где , в ПК - коэффициент пропорциональности, определяеквдй парамет- . 0 рами измерителя. Для удобства измерения коэффициент К выбирается из натурального ряда чисел 1,2,3,... с учетом обеспечения требуемого масштаба. В этом выраженииfо - опорная частота генератора 2, - коэф5фициент деления 1астоты делителя 4. Наличие новых элементов в измерителе и новых связей между элементами выгодно отличает его от прототипа, так как обеспечивает повыше0ние точности измерения за счет синхронизации опорной частоты с выходной частотой термопреобразователя.

ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОКАЗАТЕЛЯ ТЕП ЛОВОЙ ИНЕРЦИИ ЧАСТОТНЫХ ТЕРМОПРЕОБ РАЗОВАТЕЛЕЙ , содержащий первый формирователь импульсов, генератор опорной частоты, соединенный с делителем частоты, первый счетный триггер и два логических элемента первые входы которых соединены соответственно с выходами первого счетного триггера, счетчик результ та измерения, соединенный с блоком регистрации, и блок управлени:®, вы ход которого соединен с установочтал входом счетчика результата ) 13 : :- П :ХМК1 ...v;,;;, «U мерения, отличающийся тем, что, с целью повышения точ- ности измерения показателя тепловой инерции, в него введены второй счетный триггер, два счетчика импульсов, второй формирователь импульсов, дополнительный логический элемент И и логический элемент ИЛИ, входы коTOpiaro соединены с выходами логических элементов И, а выход - с счетными входами счетчиков импульсов, установочные входы которых подключены к выходу второго формирователя импульсов, а выхода соединены с входами второго сче.тного триггера, при этом первый вход первого счетного триггера соединен с выходом блока управления, второй вход подключен к выходу первого формирователя импульсов и первому входу второ го формирователя импульсов, второй вход которого подключен к выходу второго счетного триггера и первому входу дополнительного логического элемента И, второй вход которого соединен с выходом целителя частоты, а выход подклгачен к счетчику резуЛьтата измерения.

Фиг. 2